Effetto Coanda utilizzato nei climatizzatori della Sharp, ma da dove deriva questo nome? il principio fisico di funzionamento di questo sconosciuto? Tutto quì di seguito...
Nome che deriva dallo scopritore L'ingegnere aereonautico Henry Coanda (1885 - 1972)
Scoperta alquanto fortuita, avvenuta a causa della distruzione di un prototipo di aereomobile da parte dell'ingegnere sopracitato.
Egli iniziò a studiare i fenomeni che avevano causato tale disastro e scopri che un fluido tende a seguire il contorno della superficie sulla quale incide, se la curvatura della superficie, o l'angolo di incidenza del flusso con la superficie, non sono troppo accentuati.
Il fluido, muovendosi lungo la superficie provoca attrito, che tende a farlo rallentare. La resistenza al movimento del fluido viene applicata però solo alle particelle di fluido immediatamente a contatto con la superficie. Le particelle di fluido esterne, a causa delle interazioni molecolari che tendono a tenerle unite a quelle interne, "ruoteranno" dunque su di esse a causa della differenza di velocità, facendo quindi aderire il fluido alla superficie stessa.
L'effetto può anche essere dimostrato matematicamente a partire dall'integrazione delle equazioni di Eulero nella direzione normale a una linea di flusso curva.
Trascurando le forze gravitazionali, si ottiene infatti da queste un gradiente di pressione:
in cui ρ è la densità del fluido, v la velocità e r è il raggio di curvatura della linea di flusso.
Tale termine, essendo sempre maggiore di zero, denota l'esistenza di gradienti di pressione in direzione normale alle linee di flusso curve e diretti verso l'esterno. Concretamente ciò significa che la pressione aumenta allontandosi dal centro di curvatura spingendo dunque il fluido verso di esso. Più correttamente, dal momento che parliamo di equazioni differenziali, la condizione al contorno relativa alla pressione ci arriva dall'esterno del fluido (è vincolata la pressione all'esterno di questo strato viscoso mentre quella nel punto di contatto con la superficie può essere qualsiasi), per questo è più corretto descrivere la variazione di pressione come una diminuzione della stessa avvicinandosi alla superficie se questa è convessa, viceversa come un aumento della pressione se ci si avvicina ad una superficie concava. Questo modo di vedere le cose mette in luce un chiaro limite (se pur teorico e irraggiungibile) all'entità dell'effetto Coandă per le superfici convesse, il quale chiaramente non può portare le pressioni assolute al contatto con la superficie ad essere negative.
Tale diminuzione della pressione all'avvicinarsi della superficie giustifica quindi il fenomeno di attaccamento del flusso attorno a una parete noto appunto come effetto Coandă, fino a che la viscosità non provoca fenomeni di separazione e quindi la variazione di curvatura delle linee di corrente.
Nonostante sia una convinzione comune che gli aeroplani volino grazie all'effetto Bernoulli, la maggior parte della portanza, in particolare ad angoli di incidenza elevati e quindi a bassa velocità, è creata dall'aria spinta verso il basso grazie all'effetto Coandă. Quest'effetto è ancora più importante nella spinta delle eliche e negli elicotteri.
